Читать книгу Тайны и парадоксы квантовой физики. Книга без формул - - Страница 10

Известный греческий философ Зенон Элейский когда-то предположил, что если время разделить на множество отдельных частей, то все движение в мире может остановиться. На эту тему существует два известных примера: первый – про черепаху и спринтера, и второй – про стрелу. По своей сути они несколько похожи, суть апории Зенона про стрелу выглядит так: представьте, что мы возьмем летящую стрелу и рассмотрим ее полет в каждое мгновение времени. Очевидно, что в каждое мгновение она будет стоять на месте. Но тогда, если в каждое мгновение времени стрела стоит на месте, то, может быть, она вовсе и не движется?

Смысл апории про черепаху и спринтера следующий: представьте, что спринтеру надо догнать черепаху. Допустим, между ними 100 метров. Давайте разделим путь спринтера на два, т. е. представим, что вначале ему надо пробежать половину расстояния – 50 метров. Далее он должен пробежать половину от оставшейся половины, т. е. 25 метров. Далее еще одну половину – 12,5 метров и т. д. Но ведь этим половинам никогда не будет конца! Это значит, что он никогда не догонит черепаху!

Понятно, что стрела все-таки летит (и это подтвердит любой проведенный эксперимент), а любой спринтер легко догонит черепаху. Тем не менее парадоксы Зенона, несомненно, полезны, поскольку заставляют нас еще раз подумать о природе дискретного и непрерывного, конечного и бесконечного, аналогий математической и физической реальности.

Здесь необходимо сказать, что, в отличие от неработающих апорий Зенона, названный в его честь квантовый парадокс Зенона – работает! Подтвержденный экспериментально, он выглядит следующим образом: если начать наблюдать за квантовыми частицами, находящимися в процессе радиоактивного распада, то их распад… приостановится. В идеале, если сделать наблюдение непрерывным, такой распад станет… просто невозможным.

Почему замедляется распад во время наблюдения за квантовыми частицами?

Базовая причина этой странности является такой же, как и в других экспериментах, раскрывающих странности микромира, – повторяющееся (в идеале – непрерывное) измерение квантовой системы препятствует ее переходу в другое состояние (подробнее – см.12).

Продолжая ряд примеров с парадоксами микромира, можно также назвать парадокс нелинейного светоделителя13 и некоторые другие странности, список которых можно было бы продолжить, если бы все они в той или иной степени всякий раз не возвращали бы нас к главным парадоксам микромира: корпускулярно-волновому дуализму, запутанности, нелокальности, отложенному выбору, а также таинственному «нежеланию» элементарных частиц предъявить миру информацию о своей траектории и состоянии, т. е. к тем парадоксам, которые мы уже перечислили выше.

На этом я предлагаю завершить краткий курс изучения странностей микромира (или странностей первого рода), подведя под ним черту.